CN214420701U - 一种中草药叶片采集收纳装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种中草药叶片采集收纳装置，包括缓冲底座，信息收集与控制装置，第一电动伸缩杆，机械爪，刀片，舵机，第二电动伸缩杆，支撑轴，第一转动轴承，第三电动伸缩杆，无人机，立柱，第二转动轴承，转轴，第三转动轴承，收纳箱，横杆，主轴，电源，刀片驱动电机，转向电机，第一转向联轴器，转轴电机，转轴电机联轴器。本实用新型可以全自动化在中草药树木的树冠上采摘叶片，突破了传统只能依靠人工攀爬进行采集的局限性，保障采集工人的人身安全，具有很高的工程应用价值。

Description

一种中草药叶片采集收纳装置

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤指一种适用于中草药叶片采集收纳装置。

背景技术

中草药叶片具有很强的清除自由基，抗氧化作用，能保护真皮层细胞,改善血液循环,防止细胞被氧化产生皱纹，降低人体血液中胆固醇水平,防止动脉硬化，也可以促进血液循环。但是上好的中草药叶片出自树龄达到50年以上的高大药材树的顶部树冠，故人工采摘效率低，风险大。

因此，需要一种新的技术方案解决上述问题。

实用新型内容

实用新型目的：针对以上缺点，本实用新型提供一种中草药叶片采集收纳装置，能够自动飞行至叶片所在位置并安全且快速地采摘中草药叶片。

技术方案：为解决上述问题，本实用新型采用一种中草药叶片采集收纳装置，包括无人机、自无人机向下延伸的立柱、位于立柱下方并向下延伸的转轴、位于转轴下方并向下延伸的主轴、自转轴侧面横向延伸出的横杆、安装在横杆前端的机械爪、位于机械爪前端的刀片、位于主轴侧面的收纳箱，所述收纳箱的顶部设有开口且该开口位置低于机械爪所在位置；所述转轴的上端与立柱下端之间、转轴下端与主轴上端之间均通过转动轴承连接。

有益效果：本实用新型相对于现有技术，能够通过无人机飞到叶片高度位置，用机械爪夹住叶片，并通过刀片将叶片自树枝上切下后，再通过机械爪转至收纳箱上方并松开叶片使叶片落入收纳箱中，完成中草药叶片的采集。本装置可以全自动化在中草药树木的树冠上采摘叶片，突破了传统只能依靠人工攀爬进行采集的局限性，具有采集快速的优点，并且保障采集工人的人身安全。

进一步的，所述横杆为第一伸缩杆，第一伸缩杆包括固定在转轴侧面的固定杆及收容于固定杆内并相对于固定杆伸缩的伸缩部分，所述机械爪位于该伸缩部分前端。

进一步的，所述固定杆上设有向上延伸的支撑轴、位于支撑轴上并横向延伸的第二伸缩杆、位于第二伸缩杆前端并向下延伸的第三伸缩杆，所述第三伸缩杆下端设有刀片驱动电机，所述刀片为圆盘形的刀片，刀片安装在该刀片驱动电机输出轴并被输出轴驱动而转动；所述刀片面对机械爪。

进一步的，所述机械爪包括底板、位于底板一个表面的舵机、位于底板另一个表面的第一转动杆、第二转动杆、与第一转动杆前端铰接的第一爪体、与第二转动杆前端铰接的第二爪体、与第一爪体中间位置铰接的第一限位杆、与第二爪体中间位置铰接的第二限位杆，第一限位杆的另一端与底板铰接，第二限位杆的另一端与底板铰接；所述第一转动杆与第二转动杆相对的一端为相互啮合的不完全外齿轮，且第一转动杆与第二转动杆中其中一个为舵机驱动的主动转动杆，即驱动其中一个外齿轮转动，而带动另一个外齿轮相对转动实现两个爪体相互向内靠近或者向外打开。

进一步的，所述主轴下端连接有底座，该底座上设有电源以及信息收集与控制装置。

进一步的，所述第二伸缩杆与支撑轴连接一端为向下弯折延伸，并通过一个转动轴承与支撑轴连接；支撑轴内设有转向电机，转向电机通过第一转向联轴器与第二伸缩杆的下端同轴连接。

进一步的，所述主轴内设有转轴电机，转轴电机通过转轴电机联轴器与转轴的下端同轴连接。

附图说明

图1为本实用新型的装置的结构示意图。

图2为本实用新型的装置的右视图。

图3为本实用新型的装置的俯视图。

图4为本实用新型的装置的刀片驱动电机连接着刀片剖视图。

图5为本实用新型中第一转向联轴器连接转向电机和第三电动伸缩杆的剖视图。

图6为本实用新型中转轴联轴器连接转轴电机和转轴的剖视图。

图7为本实用新型中机械爪与舵机的结构示意图。

图8为本实用新型中机械爪与舵机另一个角度的结构示意图。

具体实施方式

请结合图1至图3所示，本实施例公开一种中草药叶片采集收纳装置，包括无人机11、自无人机11向下延伸的立柱12、位于立柱12下方并向下延伸的转轴14、位于转轴14下方并向下延伸的主轴18、自转轴14侧面横向延伸出的横杆(即第一电动伸缩杆3)、安装在横杆前端的机械爪4、位于机械爪4前端的刀片5、位于主轴18侧面的收纳箱16、位于主轴18下端的底座1。底座1上设有电源19以及信息收集与控制装置2。所述收纳箱16的顶部设有开口且该开口位置低于机械爪4所在位置。所述转轴14的上端与立柱12下端之间、转轴14下端与主轴18上端之间均通过转动轴承连接。底座1底面为松软的缓冲材料以减少落地时的冲击力，起到提高飞行稳定性的作用。第二转轴轴承13用来连接立柱12和转轴14，以保证当转轴电机23在工作时转轴14能随之发生转动，同时立柱12是焊接在无人机11上的，其不能发生转动。转轴14上端与第二转轴轴承13相连，其左侧与第一电动伸缩杆3相连。其下侧通过焊接与第三转轴轴承 15相连。

第三转轴轴承15用来连接转轴14和主轴18，以保证当转轴电机23在工作时转轴14能随之发生转动，同时主轴18是焊接在缓冲底座1上的其不能发生转动。收纳箱16背面通过焊接与横杆17相连。转轴电机23转动带动转轴14转动，机械爪4夹取刀片5切割下的叶片随转轴转动到收纳箱上方，信息收集与控制装置2发出指令，舵机6转动，机械爪4松开叶片掉入收纳箱16中。

所述横杆为第一电动伸缩杆3，第一电动伸缩杆3包括固定在转轴侧面的固定杆及收容于固定杆内并相对于固定杆伸缩的伸缩部分，所述机械爪4位于该伸缩部分前端。所述固定杆上设有向上延伸的支撑轴8、位于支撑轴8上并横向延伸的第二电动伸缩杆10、位于第二电动伸缩杆10前端并向下延伸的第三电动伸缩杆7。所述第三电动伸缩杆7下端设有刀片驱动电机20，所述刀片5为圆盘形的刀片，刀片5安装在该刀片驱动电机输出轴并被输出轴驱动而转动；所述刀片 5面对机械爪4。刀片5与刀片驱动电机20的输出轴通过焊接的形式相连，刀片驱动电机20转动带动刀片高速旋转从而达到切割叶片叶柄的作用。

请结合图7及图8所示，所述机械爪4包括底板41、位于底板41一个表面的舵机6、位于底板41另一个表面的第一转动杆42、第二转动杆43、与第一转动杆42前端铰接的第一爪体44、与第二转动杆43前端铰接的第二爪体45、与第一爪体44中间位置铰接的第一限位杆46、与第二爪体44中间位置铰接的第二限位杆47。第一限位杆46的另一端与底板41铰接，第二限位杆46的另一端与底板41铰接。所述第一转动杆43与第二转动杆42相对的一端为相互啮合的不完全外齿轮，且第一转动杆43与第二转动杆42中其中一个为舵机6驱动的主动转动杆，即驱动其中一个外齿轮转动，而带动另一个外齿轮相对转动实现第一爪体44与第二爪体45相互向内靠近或者向外打开。

信息收集与控制装置2通过胶接的方式固定在缓冲底座1上，其与计算机通过无线形式连接，并通过控制线与第一电动伸缩杆3、舵机6、第三电动伸缩杆 7、第二电动伸缩杆10、无人机11、刀片驱动电机20、转向电机21和转轴电机 23相连，主要用来控制电机启停、电动伸缩杆的伸缩、爪子的抓取以及刀片的旋转切割。

第一电动伸缩杆3的杆末端通过焊接的方式与转轴固定。第一电动伸缩杆3 的输出端通过螺栓连接的方式与机械爪4固定连接。第一电动伸缩杆3通过电缆与电源相连，通电后第一电动伸缩杆3可以前后伸缩，同时其与信息采集与控制装置2通过控制线相连，信息采集与控制装置2通过无线连接方式与计算机相连，计算机可以通过输入第一电动伸缩杆3伸长或收缩指令在计算机上每按一下伸长或收缩指令对应于其伸长或收缩0.01米，该指令由计算机通过无线信号形式发送到信息采集与控制装置2，再由其通过控制线来控制第一电动伸缩杆的伸缩从而达到伸缩机械爪的作用。

第三电动伸缩杆7的杆末通过焊接的方式与第二电动伸缩杆10固定。第三电动伸缩杆7的输出端与刀片驱动电机20连接。第三电动伸缩杆7通过电缆与电源相连，通电后第三电动伸缩杆7可以上下伸缩，同时其与信息采集与控制装置2通过控制线相连，信息采集与控制装置2通过无线连接方式与计算机相连，计算机可以通过输入第三电动伸缩杆7伸长或收缩指令在计算机上每按一下伸长或收缩指令对应于其伸长或收缩0.01米，该指令由计算机通过无线信号形式发送到信息采集与控制装置2，再由其通过控制线来控制第三电动伸缩杆7的伸缩从而达到调整刀片位置达到最佳切割效果的作用。

所述支撑杆8一端通过焊接与第一电动伸缩杆3相连，另一端通过焊接与第一转盘轴承相连，通过螺栓连接的形式在杆头内部固定转向电机21。第一转轴轴承9用来连接支撑杆8和电动伸缩杆10，以保证当转向电机21在工作时电动伸缩杆10能随之发生转动，同时支撑轴8是焊接在第一电动伸缩杆上的，其不能发生转动。

第二电动伸缩杆10通过电缆与电源相连，通电后第二电动伸缩杆10可以前后伸缩，同时其与信息采集与控制装置2通过控制线相连，信息采集与控制装置 2通过无线连接方式与计算机相连，计算机可以通过输入第二电动伸缩杆10伸长或收缩指令在计算机上每按一下伸长或收缩指令对应于其伸长或收缩0.01米，该指令由计算机通过无线信号形式发送到信息采集与控制装置2，再由其通过控制线来控制第二电动伸缩杆10的伸缩从而达到调整刀片位置达到最佳切割效果的作用。其中第一电动伸缩杆3，第三电动伸缩杆7，第二电动伸缩杆10及转向电机21与转轴电机23共同配合从而实现三维的多角度多方位的切割效果。

如图5所示，设置一个转向电机21通过螺栓固定在连接杆8内，转向电机21的输出轴通过第一转向联轴器22与第二电动伸缩杆10的光轴相连，转向电机21通过电缆与电源19相连，通电后随着转向电机21转动，第二电动伸缩杆 10及其前端所连部分随之转动，同时转向电机21也与信息收集与控制装置2通过控制线相连接，操作过程中计算机将指令经无线信号传输到信息收集与控制装置2，信息收集与控制装置2再通过控制线控制转向电机21的启停和正反转，电机的转动速度为6转/分钟，转过180度需要5秒，通过调整控制转向电机21 的转动方向将刀片5快速对叶片，以达到准确切割的效果。

如图6所示，设置一个转轴电机23通过螺栓固定在主轴18中，转轴电机 23的输出轴通过转轴联轴器24与转轴14下方向下延伸的光轴相连，转轴电机 23通过电缆与电源19相连，通电后随着转轴电机21转动，转轴14及其与第一电动伸缩杆3所连部分随之转动，同时转轴电机23也与信息收集与控制装置2 通过控制线相连接，操作过程中计算机将指令经无线信号传输到信息收集与控制装置2，信息收集与控制装置2再通过控制线控制转轴电机23的启停和正反转，转轴电机23的转动速度为6转/分钟，转过360度需要10秒，通过调整控制转轴电机23的转动方向将刀片5快速对准叶片，以达到准确切割的效果，结束切割后转动到收纳箱16，统一收纳叶片。

Claims (7)

1.一种中草药叶片采集收纳装置，其特征在于，包括无人机、自无人机向下延伸的立柱、位于立柱下方并向下延伸的转轴、位于转轴下方并向下延伸的主轴、自转轴侧面横向延伸出的横杆、安装在横杆前端的机械爪、位于机械爪前端的刀片、位于主轴侧面的收纳箱，所述收纳箱的顶部设有开口且该开口位置低于机械爪所在位置；

所述转轴的上端与立柱下端之间、转轴下端与主轴上端之间均通过转动轴承连接。

2.根据权利要求1所述的中草药叶片采集收纳装置，其特征在于，所述横杆为第一伸缩杆，第一伸缩杆包括固定在转轴侧面的固定杆及收容于固定杆内并相对于固定杆伸缩的伸缩部分，所述机械爪位于该伸缩部分前端。

3.根据权利要求2所述的中草药叶片采集收纳装置，其特征在于，所述固定杆上设有向上延伸的支撑轴、位于支撑轴上并横向延伸的第二伸缩杆、位于第二伸缩杆前端并向下延伸的第三伸缩杆，所述第三伸缩杆下端设有刀片驱动电机，所述刀片为圆盘形的刀片，刀片安装在该刀片驱动电机输出轴并被输出轴驱动而转动；所述刀片面对机械爪。

4.根据权利要求1或2或3所述的中草药叶片采集收纳装置，其特征在于，所述机械爪包括底板、位于底板一个表面的舵机、位于底板另一个表面的第一转动杆、第二转动杆、与第一转动杆前端铰接的第一爪体、与第二转动杆前端铰接的第二爪体、与第一爪体中间位置铰接的第一限位杆、与第二爪体中间位置铰接的第二限位杆，第一限位杆的另一端与底板铰接，第二限位杆的另一端与底板铰接；所述第一转动杆与第二转动杆相对的一端为相互啮合的不完全外齿轮，且第一转动杆与第二转动杆中其中一个为舵机驱动的主动转动杆，即主动转动杆驱动其中一个外齿轮转动，该外齿轮带动另一个外齿轮相对转动实现第一爪体与第二爪体相互向内靠近或者向外打开。

5.根据权利要求4所述的中草药叶片采集收纳装置，其特征在于，所述主轴下端连接有底座，该底座上设有电源以及信息收集与控制装置。

6.根据权利要求3所述的中草药叶片采集收纳装置，其特征在于，所述第二伸缩杆与支撑轴连接一端为向下弯折延伸，并通过一个转动轴承与支撑轴连接；支撑轴内设有转向电机，转向电机通过第一转向联轴器与第二伸缩杆的下端同轴连接。

7.根据权利要求1所述的中草药叶片采集收纳装置，其特征在于，所述主轴内设有转轴电机，转轴电机通过转轴电机联轴器与转轴的下端同轴连接。

Images